半导体问题DrifT-Diffusion模型的配置方法及误差估计

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配置法是用分片多项式来求近似解的方法,使其在某些特定的点上满足微分方程。最初样条配置法是在自然节点上进行配置的。但由于其精度不够高,为加快收敛速度,特定的点就取为高斯节点。  高斯点上的样条配置法起初是由Boor与Swartz提出的,是近几十年发展起来的一种有影响力的数值方法。由于它不形成刚度矩阵,不用求数值积分,具有计算简便,收敛阶高等优点,在工程技术和科学计算的许多重要领域得到广泛的运用。  半导体宏观数学模型是现代半导体工业的重要研究课题之一。而Drift-Diffusion模型是半导体材料中形式最简单和使用最广泛的数学模型。于是,本文就给出了对Drift-Diffusion模型的配置方法。  本文共分为五章。  第一章是引言,简要介绍了配置方法的由来和发展,以及该方法的优点。  第二章用配置方法求解如下半导体问题Drift-Diffusion模型:nt-(μEn)x=τθnxx,(x,t)∈[0,1]×[0,T],φxx=e/ε(n-nd),(x,t)∈[0,1]×[0,T].其中,n满足周期性边界条件,且满足初始条件n(x,0)=n0(x),φ满足Dirichlet边界条件:φ(0,t)=φ0,φ(1,t)=φ0+vbias.  我们针对以上方程构造了配置格式,并给出了误差分析。  第三章给出了二维Drift-Diffusion模型的配置方法,并给出误差分析。  第四章是针对一维Drift-Diffusion模型应用配置方法给出了具体的数值算例。给出了达到稳定时近似解的图形,以及稳定前不同时刻近似解的图形。  第五章是全文的总结。
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